




电场力、电场强度、电势、电势能之间的相互关系?
电场力是电荷之间的作用,有大小与方向,电磁工频场强仪,通过电场实现这一作用,由电荷双方决定。
电场强度是描述电场力大小与方向的物理量,由电场单方决定。某点的电场强度E等于放入电场中该点上的检验电荷(电量很小不致影响主电场)所受的电场力F与检验电荷的电量之比确定。即E=F/q。
电势是描述电场能大小的物理量。电势∪等于检验电荷在该点的电势能w与检验电荷的电量之比,即∪=W/q。决定于电场中该点的位置,而与检验电荷是否存在无关。但是,不使用检验电荷就无法知道其大小。
电势能是指放入电场中某点的电荷所具有的势能,由电场与放入的电荷双方决定。

电场强度
和重力场一样,电场中也有能量(这里的能量,不严谨的讲就是具备做功的能力),具体表现为电场中的电荷具有势能(通俗的讲就是具有位置“优势”)。为描述电场的这个性质,引入电势的概念,即电场某一位置对应的能量量度,同样采用单位电荷定义。由于电势的特殊性质(只与位置有关,具体原因应该明白吧),因此它的是无意义的(因为不同的参考零点),相对值即电势差才真正有意义。
能量必然与功联系,而功又与力有关,因此电势与场强之间存在关系,对于一维来说,电势导数的负值即为场强(三维中为负梯度),即电势的变化快慢反应了场强的大小。因为场强越大,力越大,同样的距离做功多,能量变化多,电势变化就快。
电场强度
经典电磁学中,我们不谈及任何一个粒子产生的电磁场对其自身的作用,结果都是发散的,在电动力学中,我们可以通过重整化,减除一个发散量,得到有限的自能。
这造成了如下后果:
1.电子的电荷量不是一成不变的,虽然裸的e是确定的,但是重整化后的e依赖于我们能量的标度,也就是说能量足够高,e会发生变化,能标越大e越大。
2.对库伦定律需要进行一些修正,也就是说能量足够大时,电荷之间的相互作用将偏离平方反比。
所幸的是在相当大范围的低能条件下,这些都可以忽略不计。但追究物理本质,我们可以说:
电子的电场影响了电子的电场。
但请注意,这个所谓的影响只是修正大小,不会影响到作用力的方向!

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